Naukowcy rozwijają rój małych dronów do eksploracji nieznanych środowisk

Naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Delft opracowali rój małych dronów zdolnych do samodzielnego eksplorowania nieznanych środowisk. Badania zostały przedstawione 23 października w Science Robotics. Nowa praca jest ważna dla rozwoju robotyki roju.

Jednym z najtrudniejszych aspektów opracowania tych małych robotów było to, że aby mogły poruszać się samodzielnie, należało coś zrobić z ich ograniczonymi zdolnościami sensorycznymi i obliczeniowymi. Zespół, składający się z naukowców z TU Delft, Uniwersytetu w Liverpoolu i Radboud University w Nijmegen, zwrócił się ku nawigacji owadów jako modelowi.

Ogromny potencjał

Jak wielokrotnie wspominano na tej stronie, robotyka roju to rozwijający się obszar, który może prowadzić do wielu możliwości. Rój małych robotów może być użyty do eksploracji terenów katastrof i zrozumienia ich znacznie szybciej. Ta technologia nie jest jeszcze dostępna, ale naukowcy ciągle nad nią pracują ze względu na ogromny potencjał.

Wspólny zespół badawczy z TU Delft, Uniwersytetu w Liverpoolu i Radboud University w Nijmegen jest finansowany przez holenderską fundację naukową NWO Natural Artificial Intelligence programme.

Jednym z głównych obszarów, w którym ta technologia może być wykorzystana, są misje poszukiwawczo-ratunkowe. Zespół badawczy opracował rój dronów z myślą o ich wykorzystaniu w takich misjach. Jeśli zespół osiągnie to, co chce, ratownicy będą mogli używać roju małych dronów do eksploracji terenu katastrofy i raportowania. Na przykład, budynek na granicy zawalenia mógłby być zbadany przez drony, a one następnie raportowałyby o lokalizacji osób wewnątrz.

Rój małych dronów mógłby również być wyposażony w kamery w celu znalezienia ofiar. Zespół badawczy przetestował to, wysyłając drony do środowiska biurowego z dwiema kukłami ofiar. Eksperyment był udany, a rój 6 dronów zbadał 80% otwartych pomieszczeń w ciągu 6 minut. To zadanie nie jest możliwe do wykonania przez jeden dron.

Kolejną zaletą posiadania wielu małych dronów jest to, że jeśli jeden ulegnie awarii i nie zwróci obrazu, są inne z tym samym informacjami. To było pokazane w teście, kiedy jeden dron znalazł ofiarę, ale stracił obraz, a inny zwrócił go.

Największe wyzwania

Kimberly McGuire jest doktorantką, która pracowała nad projektem.

“Największym wyzwaniem w osiągnięciu eksploracji roju leży na poziomie indywidualnej inteligencji dronów”, mówi McGuire. “Na początku projektu skupiliśmy się na osiągnięciu podstawowych zdolności lotu, takich jak kontrola prędkości i unikanie przeszkód. Następnie opracowaliśmy metodę, aby małe drony mogły wykrywać i unikać siebie nawzajem. Rozwiązaliśmy to, wyposażając każdego drona w chip komunikacji bezprzewodowej i wykorzystując siłę sygnału między tymi chipami – jest to podobne do liczby pasków wyświetlanych na Twoim telefonie, które maleją, gdy oddalasz się od routera WiFi w domu. Głównymi zaletami tej metody są to, że nie wymaga dodatkowego sprzętu na dronie i że wymaga bardzo niewielu obliczeń”.

Najtrudniejszą częścią opracowania tych małych robotów roju jest nawigacja autonomiczna. Jest to niezwykle trudne, aby grupa małych robotów mogła nawigować w całkowicie nieznanym środowisku. To jest główny powód, dla którego naukowcy zwrócili się ku owadom jako modelowi; one często nawigują w środowiskach bez wcześniejszej wiedzy o nich.

“Główna idea nowej metody nawigacji polega na tym, aby zmniejszyć nasze oczekiwania nawigacyjne do minimum: wymagamy tylko, aby roboty mogły nawigować z powrotem do stacji bazowej”, mówi Guido de Croon, główny badacz projektu. “Rój robotów najpierw rozprzestrzenia się w środowisku, a każdy robot podąża za innym preferowanym kierunkiem. Po zbadaniu roboty wracają do bezprzewodowego sygnału umieszczonego w stacji bazowej”.

Ten nowy rozwój to tylko jeden z wielu, które pochodzą z robotyki. Robotyka roju to ważny obszar, który otwiera wiele nowych możliwości.